电解水制氢的原理 投稿:钱閔閕

第二节 电解水制氢的原理 一、氢气的工业制法 在工业上通常采用如下几种方法制取氢气:一是将水蒸气通过灼热的焦炭(称为碳还原法),得到纯度为75%左右的氢气;二是将水蒸气通过灼热的铁,得到纯度在97%以下的氢气;三是由水煤气中提取氢气,得到的氢气纯度也…

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第二节  电解水制氢的原理

一、氢气的工业制法

在工业上通常采用如下几种方法制取氢气:一是将水蒸气通过灼热的焦炭(称为碳还原法),得到纯度为75%左右的氢气;二是将水蒸气通过灼热的铁,得到纯度在97%以下的氢气;三是由水煤气中提取氢气,得到的氢气纯度也较低;第四种方法就是电解水法,制得的氢气纯度可高达99%以上,这是工业上制备氢气的一种重要方法。在电解氢氧化钠(钾)溶液时,阳极上放出氧气,阴极上放出氢气。电解氯化钠水溶液制造氢氧化钠时,也可得到氢气。

对用于冷却发电机的氢气的纯度要求较高,因此,都是采用电解水的方法制得。 二、电解水制氢原理

所谓电解就是借助直流电的作用,将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。d

1、电解水原理 e

在一些电解质水溶液中通入直流电时,分解出的物质与原来的电解质完全没有关系,被分解的是作为溶剂的水,原来的电解质仍然留r在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。

在电解水时,由于纯水的电离度很小,导电能力低,属于典型的弱电解质,所以需要加入前述电解质,以增加溶液的导电能力,使水e

t能够顺利地电解成为氢气和氧气。

氢氧化钾等电解质不会被电解,现以氢氧化钾为例说明:s

i(1)氢氧化钾是强电解质,溶于水后即发生如下电离过程:g

于是,水溶液中就产生了大量的K+和OH-。

e(2)金属离子在水溶液中的活泼性不同,可按活泼性大小顺序排列如下:R

K>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Au

在上面的排列中,前面的金属比后面的活泼。n(3)在金属活泼性顺序中,越活泼的金属越容易失去电子,否则反之。从电化学理论上看,容易得到电子的金属离子的电极电位高,U

而排在活泼性大小顺序前的金属离子,由于其电极电位低而难以得到电子变成原子。H+的电极电位

=-1.71V,而K+的电极电位

=-2.66V,所以,在水溶液中同时存在H+和K+时,H+将在阴极上首先得到电子而变成氢气,而K+则仍将留在溶液中。

(4)水是一种弱电解质,难以电离。而当水中溶有KOH时,在电离的K+周围则围绕着极性的水分子而成为水合钾离子,而且因K+的作用使水分子有了极性方向。在直流电作用下,K+带着有极性方向的水分子一同迁向阴极,这时H+就会首先得到电子而成为氢气。

2、水的电解方程

在直流电作用于氢氧化钾水溶液时,在阴极和阳极上分别发生下列放电反应,见图8-3。

第二节 电解水制氢的原理 一、氢气的工业制法 在工业上通常采用如下几种方法制取氢气:一是将水蒸气通过灼热的焦炭(称为碳还原法),得到纯度为75%左右的氢气;二是将水蒸气通过灼热的铁,得到纯度在97%以下的氢气;三是由水煤气中提取氢气,得到的氢气纯度也…

第二节 电解水制氢的原理 一、氢气的工业制法 在工业上通常采用如下几种方法制取氢气:一是将水蒸气通过灼热的焦炭(称为碳还原法),得到纯度为75%左右的氢气;二是将水蒸气通过灼热的铁,得到纯度在97%以下的氢气;三是由水煤气中提取氢气,得到的氢气纯度也…

第二节 电解水制氢的原理 一、氢气的工业制法 在工业上通常采用如下几种方法制取氢气:一是将水蒸气通过灼热的焦炭(称为碳还原法),得到纯度为75%左右的氢气;二是将水蒸气通过灼热的铁,得到纯度在97%以下的氢气;三是由水煤气中提取氢气,得到的氢气纯度也…

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